Java GUI可視化實例分析

Java GUI可視化實例分析

引言

Java作為一種廣泛使用的編程語言，其圖形用戶界面（GUI）開發能力一直是其重要特性之一。Java提供了多種GUI開發工具包，如AWT、Swing和JavaFX，這些工具包使得開發者能夠創建豐富的桌面應用程序。本文將通過一個簡單的實例，分析如何使用Java Swing進行GUI開發，并探討其可視化效果。

實例概述

我們將創建一個簡單的計算器應用程序，該應用程序具有基本的加減乘除功能。用戶可以通過點擊按鈕輸入數字和操作符，并在文本框中顯示結果。這個實例將展示如何使用Swing組件構建用戶界面，并處理用戶交互。

開發環境

• JDK版本: Java 8或更高版本
• IDE: IntelliJ IDEA或Eclipse
• GUI工具包: Swing

實現步驟

1. 創建主窗口

首先，我們需要創建一個主窗口（JFrame），并設置其大小和關閉操作。

import javax.swing.*;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Calculator");
        frame.setSize(300, 400);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setVisible(true);
    }
}

2. 添加組件

接下來，我們將在主窗口中添加文本框（JTextField）用于顯示輸入和結果，以及按鈕（JButton）用于輸入數字和操作符。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Calculator");
        frame.setSize(300, 400);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        JTextField textField = new JTextField();
        textField.setPreferredSize(new Dimension(280, 40));
        frame.add(textField, BorderLayout.NORTH);

        JPanel buttonPanel = new JPanel();
        buttonPanel.setLayout(new GridLayout(4, 4, 10, 10));

        String[] buttons = {
            "7", "8", "9", "/",
            "4", "5", "6", "*",
            "1", "2", "3", "-",
            "0", ".", "=", "+"
        };

        for (String button : buttons) {
            JButton btn = new JButton(button);
            buttonPanel.add(btn);
        }

        frame.add(buttonPanel, BorderLayout.CENTER);
        frame.setVisible(true);
    }
}

3. 處理按鈕點擊事件

為了處理按鈕點擊事件，我們需要為每個按鈕添加ActionListener。當按鈕被點擊時，相應的數字或操作符將被添加到文本框中。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Calculator");
        frame.setSize(300, 400);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        JTextField textField = new JTextField();
        textField.setPreferredSize(new Dimension(280, 40));
        frame.add(textField, BorderLayout.NORTH);

        JPanel buttonPanel = new JPanel();
        buttonPanel.setLayout(new GridLayout(4, 4, 10, 10));

        String[] buttons = {
            "7", "8", "9", "/",
            "4", "5", "6", "*",
            "1", "2", "3", "-",
            "0", ".", "=", "+"
        };

        for (String button : buttons) {
            JButton btn = new JButton(button);
            btn.addActionListener(new ActionListener() {
                @Override
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    String command = e.getActionCommand();
                    textField.setText(textField.getText() + command);
                }
            });
            buttonPanel.add(btn);
        }

        frame.add(buttonPanel, BorderLayout.CENTER);
        frame.setVisible(true);
    }
}

4. 實現計算邏輯

最后，我們需要實現計算邏輯。當用戶點擊“=”按鈕時，程序將解析文本框中的表達式并計算結果。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Calculator");
        frame.setSize(300, 400);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        JTextField textField = new JTextField();
        textField.setPreferredSize(new Dimension(280, 40));
        frame.add(textField, BorderLayout.NORTH);

        JPanel buttonPanel = new JPanel();
        buttonPanel.setLayout(new GridLayout(4, 4, 10, 10));

        String[] buttons = {
            "7", "8", "9", "/",
            "4", "5", "6", "*",
            "1", "2", "3", "-",
            "0", ".", "=", "+"
        };

        for (String button : buttons) {
            JButton btn = new JButton(button);
            btn.addActionListener(new ActionListener() {
                @Override
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    String command = e.getActionCommand();
                    if (command.equals("=")) {
                        String expression = textField.getText();
                        try {
                            double result = evaluateExpression(expression);
                            textField.setText(String.valueOf(result));
                        } catch (Exception ex) {
                            textField.setText("Error");
                        }
                    } else {
                        textField.setText(textField.getText() + command);
                    }
                }
            });
            buttonPanel.add(btn);
        }

        frame.add(buttonPanel, BorderLayout.CENTER);
        frame.setVisible(true);
    }

    private static double evaluateExpression(String expression) {
        return new Object() {
            int pos = -1, ch;

            void nextChar() {
                ch = (++pos < expression.length()) ? expression.charAt(pos) : -1;
            }

            boolean eat(int charToEat) {
                while (ch == ' ') nextChar();
                if (ch == charToEat) {
                    nextChar();
                    return true;
                }
                return false;
            }

            double parse() {
                nextChar();
                double x = parseExpression();
                if (pos < expression.length()) throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char)ch);
                return x;
            }

            double parseExpression() {
                double x = parseTerm();
                for (;;) {
                    if      (eat('+')) x += parseTerm(); // addition
                    else if (eat('-')) x -= parseTerm(); // subtraction
                    else return x;
                }
            }

            double parseTerm() {
                double x = parseFactor();
                for (;;) {
                    if      (eat('*')) x *= parseFactor(); // multiplication
                    else if (eat('/')) x /= parseFactor(); // division
                    else return x;
                }
            }

            double parseFactor() {
                if (eat('+')) return parseFactor(); // unary plus
                if (eat('-')) return -parseFactor(); // unary minus

                double x;
                int startPos = this.pos;
                if (eat('(')) { // parentheses
                    x = parseExpression();
                    eat(')');
                } else if ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') { // numbers
                    while ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') nextChar();
                    x = Double.parseDouble(expression.substring(startPos, this.pos));
                } else {
                    throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char)ch);
                }

                return x;
            }
        }.parse();
    }
}

結論

通過這個簡單的計算器實例，我們展示了如何使用Java Swing進行GUI開發。從創建主窗口到添加組件，再到處理用戶交互和實現計算邏輯，每一步都展示了Java GUI開發的強大功能和靈活性。希望這個實例能夠幫助讀者更好地理解Java GUI開發的基本概念和技術。